JP2014062833A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】高いガス選択性を有するガスセンサを提供すること。
【解決手段】酸素イオン伝導性の固体電解質体（１１、２３）の表面に、異なる電極材料から形成された検知電極（１５、２７）と参照電極（１７、２９）とからなる電極対（１３、２５）を備えるとともに、測定雰囲気中の特定ガスによって電極対（１３、２５）間に生じる電位差に基づいて、特定ガスの濃度を検出するガスセンサ（１）に関するものである。特に、電極対（１３、２５）として第１の電極対（１３）と第２の電極対（２５）とを備え、且つ、第１の電極対（２５）の検知電極（１５）は、Ｐｔを含む下層（１９）と下層（１９）の上に積層されたＭｇＡｌ₂Ｏ₄を含む上層（２１）とを備えるとともに、第２の電極対（２５）の検知電極（２７）は、Ａｕを含む。そして、第１の電極対（１３）の出力と第２の電極対（２５）の出力との比に基づいて、特定ガスの濃度を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検知対象ガス（特定ガス）とその妨害ガスとが存在する測定雰囲気において、検知対象ガスの濃度を選択的に精度良く検知することができるガスセンサに関する。

従来、ガスセンサとして、例えばＬＰガス、都市ガス等を検知するガス漏れ警報用の半導体ガスセンサなどが広く用いられている。
この種のガスセンサとしては、干渉ガス（妨害ガス）の影響を低減するために、検知対象ガス及び妨害ガスの両者に対して高感度のガスセンサ素子と、検知対象ガスに対する感度は低いが、妨害ガスに対する感度は同程度であるガスセンサ素子とを用い、両ガスセンサ素子の出力を比較することによって、ガス選択性を高めたガスセンサが提案されている（特許文献１参照）。

特開平７−２０９２３４号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、ガス選択性を高めるためには、妨害ガスに対する感度を維持しつつ、検知対象ガスの感度を十分に低くしなければならないが、そのようなことは、実際には非常に困難である。

つまり、現実には、検知対象ガスの感度を低くしていくと、妨害ガスの感度も低くなるので、ガス選択性を更に向上することは困難である。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高いガス選択性を有するガスセンサを提供することにある。

（１）本発明は、第１態様として、酸素イオン伝導性の固体電解質体の表面に、異なる電極材料から形成された検知電極と参照電極とからなる電極対を備えるとともに、測定雰囲気中の特定ガスによって前記電極対間に生じる電位差に基づいて、前記特定ガスの濃度を検出するガスセンサにおいて、前記電極対として第１の電極対と第２の電極対とを備え、且つ、前記第１の電極対の検知電極は、Ｐｔを含む下層と該下層の上に積層されたＭｇＡｌ₂Ｏ₄を含む上層とを備えるとともに、前記第２の電極対の検知電極は、Ａｕを含み、更に、前記第１の電極対の出力と前記第２の電極対の出力との比に基づいて、前記特定ガスの濃度を検知することを特徴とする。

まず、本発明の原理について説明する。
本発明者等の後述する実験等による研究によって、特定ガス（例えばエタノール）と妨害ガス（例えばトルエン）とを含む測定雰囲気中において、特定ガスのガス濃度を選択的に測定する場合には、下記の方法によって、選択性に優れるとともに精度良くガス濃度を検出できることが明らかになった。

具体的には、上述した組成の（第１センサ素子に該当する）第１の電極対と（第２センサ素子に該当する）第２の電極対とを、妨害ガスの濃度を変化させた測定雰囲気に晒した場合、後述する図５の第１センサ素子及び第２センサ素子の例に示す様に、各電極対により、妨害ガスの濃度に対応した起電力（電位差）を示す出力が得られる。

この理由は、上述の様に異なる電極材料からなる（即ち検知電極及び参照電極からなる）電極対では、各電極におけるガス成分の拡散性や触媒反応性が異なり、しかも、第１電極対及び第２電極対においては、各検知電極の電極材料も異なるからと考えられる。

そして、前記図５に示す様に、前記妨害ガスに対しては、各濃度における各電極対の出力は異なるが、その濃度に対する変化は、ほぼ一定（相似）である。従って、両電極対の出力の比をとった場合には、図７の破線に示す様に、妨害ガスの濃度が変化しても、その比は略一定である。

一方、上述した組成の第１の電極対と第２の電極対とを、特定ガスの濃度を変化させた測定雰囲気に晒した場合、図６の第１センサ素子及び第２センサ素子に示す様に、それぞれ特定ガスの濃度に対応した起電力（電位差）を示す出力が得られる。しかし、この場合は、各濃度における各電極対の出力が異なるだけでなく、濃度の変化に伴って出力の変化も異なる。即ち、濃度変化に対する各電極対の出力の変化率（出力挙動）が異なる。従って、両電極対の出力の比をとった場合には、図７の実線に示す様に、その比は特定ガスの濃度に対応して変化する。

よって、上述した構成の第１の電極対と第２の電極対とを備えたガスセンサを用いることにより、測定雰囲気中に妨害ガスが含まれている場合でも、第１の電極対の出力と第２の電極対の出力との比を用いて、選択性良く、特定ガスの濃度を精度良く求めることができる。

つまり、本第１態様では、上述した様な素子出力の挙動を得るために、異なる電極材料を用いてガス成分の電極中の拡散や触媒反応性の差を生じさせることによって、高いガス選択性を有するガスセンサを実現することができる。

（２）本発明は、第２態様として、前記固体電解質体は、イットリア安定化ジルコニアからなることを特徴とする。
本第２態様では、固体電解質体として、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いるので、酸素イオン導電性に優れ高いセンサ出力を得ることができるという利点がある。

（３）本発明は、第３態様として、前記各電極中に、前記固体電解質体の材料を含むことを特徴とする。
本第３態様では、各電極中に、（共素地として）固体電解質体の材料を含むので、密着性が向上するという利点がある。

（４）本発明は、第４態様として、前記第１の電極対の参照電極と前記第２の電極対の参照電極とは、同じ電極材料からなることを特徴とする。
本第４態様では、第１の電極対の参照電極と第２の電極対の参照電極とは、同じ電極材料からなるので、両参照電極は同様な電気化学的特性を有する。つまり、同じ雰囲気に晒された場合には、同様な起電力を発生する。

従って、第１の電極対における電位差や第２の電極対における電位差を用いる場合には、参照電極の違いを考慮する必要がないので、出力の処理（演算）が容易になるという利点がある。

（５）本発明は、第５態様として、前記第１の電極対の参照電極と前記第２の電極対の参照電極とを共通としたことを特徴とする。
本第５態様では、第１の電極対と第２の電極対との参照電極が共通であるので、ガスセンサの構成を簡易化できるという利点がある。

実施例１のガスセンサのセンサ部を模式的に示す説明図である。 実施例１のガスセンサの電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）は実施例２のガスセンサのセンサ部を模式的に示す説明図、（ｂ）は実施例３のガスセンサのセンサ部を模式的に示す説明図、（ｃ）は実施例４のガスセンサのセンサ部を模式的に示す説明図である。 実験に用いるガスセンサのセンサ素子を模式的に示す説明図である。 実験に用いる各センサ素子のトルエン検知特性を示すグラフである。 実験に用いる各センサ素子のエタノール検知特性を示すグラフである。 本発明例における第１センサ素子と第２センサ素子とのトルエンに対する出力比とエタノールに対する出力比とを示すグラフである。 比較例における第１センサ素子と第３センサ素子とのトルエンに対する出力比とエタノールに対する出力比とを示すグラフである。 比較例における第１センサ素子と第４センサ素子とのトルエンに対する出力比とエタノールに対する出力比とを示すグラフである。

本発明のガスセンサの実施形態について説明する。
＜各構成の成分＞
・固体電解質としては、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いることができるが、それ以外に、酸化カルシウム安定化ジルコニアやスカンジウム安定化ジルコニアなどを用いることができる。

・第１の電極対の検知電極の下層を構成する電極材料としては、Ｐｔを用いる。Ｐｔ以外の含有成分としては、他の金属成分又はセラミック成分（例えば共素地としての固体電解質）を採用できる。特に、Ｐｔ以外の成分を含む場合には、Ｐｔを主成分とすることが好ましい。

・第１の電極対の検知電極の上層を構成する電極材料としては、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を用いる。また、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄以外の含有成分としては、他の金属成分又はセラミック成分（例えば共素地としての固体電解質）を採用できる。特に、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄以外の成分を含む場合には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を主成分とすることが好ましい。

・第２の電極対の検知電極の電極材料としては、Ａｕを用いる。また、Ａｕ以外の含有成分としては、他の金属成分又はセラミック成分（例えば共素地としての固体電解質）を採用できる。特に、Ａｕ以外の成分を含む場合には、Ａｕを主成分とすることが好ましい。

・本発明における参照電極は、各電極対において対応する検知電極とは、使用する電極材料が異なることによって起電力を生じさせるものである。
この第１の電極対及び第２の電極対の参照電極を構成する電極材料としては、Ｐｔを用いる。また、Ｐｔ以外の含有成分としては、他の金属成分又はセラミック成分（例えば共素地としてのＹＳＺなどの固体電解質）を採用できる。特に、Ｐｔ以外の成分を含む場合には、Ｐｔを主成分とすることが好ましい。
＜電極における基本的な動作＞
固体中を移動するイオン又は格子欠陥を有する固体電解質は、比較的高い温度でイオン伝導性が支配的になる。この固体電解質に一対の電極を構成した場合、両電極が晒されている雰囲気の違いによって起電力が発生する。

可動イオンが酸素の場合、両電極の酸素濃度に違いがあると、電気化学的に電位差が発生する。この電位差は、両電極表面の酸素イオン濃度（酸素活性）差の対数に比例する。この酸素イオン活性差は、例えば電極材料等の電極の構成などにより変化する。

本発明においては、固体電解質に接している電極として、上述した構成の検知電極及び参照電極を用いることにより、同一の雰囲気に晒された検知電極及び参照電極における酸素イオンの活性に傾斜を与えることができる。これにより、両電極間に電位差を発生させることができる。

従って、本発明では、このような特性を有する電極対を利用して、上述した原理に基づいて、例えば、以下の実施例に示す様にして、妨害ガスを含む測定雰囲気に対して、特定の検知対象ガス（特定ガス）のガス濃度を選択的に求めるものである。

以下では、検知対象ガス（特定ガス）であるエタノールと妨害ガスであるトルエンとを含む測定雰囲気に対して、その検知対象ガスのガス濃度を検出するガスセンサの実施例について説明する。

ａ）まず、本実施例のガスセンサの構成について説明する。
図１に模式的に示す様に、本実施例のガスセンサ１は、測定雰囲気中に晒される検出部３として、例えばアルミナからなる絶縁基板５上に並列に配置された第１センサ素子７と第２センサ素子９とを備えている。

前記第１センサ素子７は、酸素イオン伝導性の固体電解質であるイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）からなる第１固体電解質体１１と、第１固体電解質体１１の表面に配置された第１の電極対１３とから構成されており、更に第１の電極対１３は、第１検知電極１５と第１参照電極１７とから構成されている。

このうち、第１検知電極１５は、（電極材としての）Ｐｔ及び（共素地としての）ＹＳＺから構成された下層１９と、その下層１９の上に積層されたＭｇＡｌ₂Ｏ₄からなる上層２１とから構成されている。また、第１参照電極１７は、前記下層１９と同様に、Ｐｔ及びＹＳＺから構成されている。

この第１検知電極１５の下層１９の組成は、５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ｐｔであり、第１参照電極１７の組成は、５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ｐｔである。
また、第１検知電極１５と第１参照電極１７の平面形状及び縦×横寸法は同一である。なお、第１検知電極１５の下層１９の厚みは例えば２０μｍ、上層２１の厚みは例えば７２μｍ、第１参照電極１７の厚みは例えば２０μｍである。

一方、前記第２センサ素子９は、ＹＳＺからなる第２固体電解質体２３と、第２固体電解質体２３の表面に配置された第２の電極対２５とから構成されており、更に第２の電極対２５は、第２検知電極２７と第２参照電極２９とから構成されている。

このうち、第２検知電極２７は、（電極材としての）Ａｕ及び（共素地としての）ＹＳＺから構成されおり、第２参照電極２９は、前記第１センサ素子９と同様に、Ｐｔ及びＹＳＺから構成されている。

この第２検知電極２７の組成は、５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ａｕであり、第２参照電極２９の組成は、５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ｐｔである。
また、第２検知電極２７と第２参照電極２９の平面形状及び縦×横寸法は同一である。なお、第２検知電極２７の厚みは例えば２４μｍ、第２参照電極２９の厚みは例えば２０μｍである。

更に、本実施例のガスセンサ１においては、図２に示す様に、第１センサ素子７における第１検知電極１５の出力が第１Ａ／Ｄコンバータ３１を介してマイコン３３に入力されるように構成され、第２センサ素子９における第２検知電極２７の出力が第２Ａ／Ｄコンバータ３５を介してマイコン３３に入力されるように構成されている。なお、ここでは、両参照電極１７、２９は接地されている。

ｂ）次に、本実施例のガスセンサ１の製造方法について説明する。
まず、前記絶縁基板５の表面において、第１固体電解質体１１と第２固体電解質体２３との形成位置に、例えばスクリーン印刷によって、ＹＳＺペーストを塗布し、１０００℃にて焼成することにより、第１固体電解質体１１と第２固体電解質体２３とを形成した。

なお、前記ＹＳＺペーストは、ＹＳＺ粉末に、例えばバインダーを加えてペースト状としたものである。以下の他のペーストも、周知の同様な手法にて製造することができる。
次に、第１固体電解質体１１の表面と第２固体電解質体２３の表面とにおいて、それぞれ第１検知電極１５と第１参照電極１７と第２参照電極２９の形成位置に、Ｐｔ／ＹＳＺペースト（共素地としてＹＳＺを含むＰｔペースト）を塗布し、１４００℃にて焼き付けることにより、第１検知電極１５の下層１９と第１参照電極１７と第２参照電極２９を形成した。

なお、電極材料であるＰｔと共素地であるＹＳＺの割合は、形成する電極の組成となるように調整した（以下電極材料と共素地を用いる場合は同様である）。
次に、第１検知電極１５の下層１９の表面に、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄ペーストを塗布し、また、第２固体電解質体２３の表面のうち、第２検知電極２７の形成位置に、Ａｕ／ＹＳＺペースト（共素地としてＹＳＺを含むＡｕペースト）を塗布し、１０００℃にて焼き付けることにより、第１検知電極１５の上層２１と第２検知電極２７とを形成した。

これによって、前記図１に示す様な構造の検出部３を完成した。その後、この検出部３を前記図２に示す様に接続することによりガスセンサ１を完成した。
ｃ）次に、本実施例のガスセンサ１の作用効果について説明する。

上述した原理にて説明した様に、本実施例の第１の電極対１３と第２の電極対２５とを備えたガスセンサ１を用いることにより、測定雰囲気中に妨害ガス（ここではトルエン）が含まれている場合でも、第１の電極対１３の出力と第２の電極対２５の出力との比を用いて、検知対象ガス（ここではエタノール）の濃度を精度良く求めることができる。

具体的には、本実施例のガスセンサ１においては、第１参照電極１７は接地されているので、第１センサ素子７における第１検知電極１５の起電力である出力は、第１Ａ／Ｄコンバータ３１を介してマイコン３３に入力され、その出力（Ｓ１）が算出される。

同様に、第２参照電極２９は接地されているので、第２センサ素子９における第２検知電極２７の起電力である出力は、第２Ａ／Ｄコンバータ３５を介してマイコン３３に入力され、その出力（Ｓ２）が算出される。

そして、マイコン３３にて、第１センサ素子７の出力（Ｓ１）と第２センサ素子９の出力（Ｓ２）の比（Ｓ１／Ｓ２）が算出される。
この出力の比（Ｓ１／Ｓ２）は、上述した様に検知対象ガスの濃度に対応しているので、例えば出力の比（Ｓ１／Ｓ２）と検知対象ガスの濃度との関係を示すデータ（マップ等）を用いて、この出力の比（Ｓ１／Ｓ２）から検知対象ガスの濃度を求めることができる。

従って、本実施例では、この様にして、測定雰囲気中に検知対象ガス（ここではエタノール）以外に妨害ガス（ここではトルエン）が含まれている場合でも、高い選択性を発揮して、検知対象ガスの濃度を精度良く検出することができるという顕著な効果を奏する。

なお、本実施例では、第１検知電極１５の下層１９、第１参照電極１７、第２検知電極２７、第２参照電極２９には、金属の電極材料以外に共素地を含んでいるが、金属の電極材料のみで構成してもよい。

また、金属の電極材料と共素地との割合は、電極材料を主成分とすること（即ち電極材料が５０質量％を上回ること）が望ましい。

次に、実施例２のガスセンサについて説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
図３（ａ）に示す様に、本実施例２のガスセンサ４１においては、同一のＹＳＺからなる固体電解質体４３の表面に、第１検知電極４５及び第１参照電極４７からなる第１の電極対４９と、第２検知電極５１及び第１参照電極５３からなる第２の電極対５５とが形成されている。なお、各電極の構成及び材質は、前記実施例１と同様である。

本実施例２においても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に、実施例３のガスセンサについて説明するが、前記実施例２と同様な内容の説明は省略する。
図３（ｂ）に示す様に、本実施例３のガスセンサ６１においては、同一のＹＳＺからなる固体電解質体６３の表面に、（実施例２と同様な）第１検知電極６５と第２検知電極６７とが形成されるとともに、共通（単一）の参照電極６９が形成されている。

特に本実施例３では、第１検知電極６５と共通の参照電極６９とから第１の電極対７１が構成され、第２検知電極６７と共通の参照電極６９とから第２の電極対７３が形成されている。なお、各電極の構成及び材質は、前記実施例２と同様である。

本実施例３においても、前記実施例２と同様な効果を奏するとともに、参照電極６９は共通であるので、構成を簡易化できるという利点がある。

次に、実施例４のガスセンサについて説明するが、前記実施例３と同様な内容の説明は省略する。
図３（ｃ）に示す様に、本実施例４のガスセンサ８１においては、ＹＳＺからなる固体電解質体８３の一方の表面に、（実施例３と同様な）第１検知電極８５と第２検知電極８７とが形成されるとともに、固体電解質体８３の他方の表面（裏面）に、（実施例３と同様な）共通の参照電極８９が形成されている。

特に本実施例４では、第１検知電極８５と共通の参照電極８９とから第１の電極対９１が構成され、第２検知電極８７と共通の参照電極８９とから第２の電極対９３が形成されている。なお、各電極の構成及び材質は、前記実施例３と同様である。

本実施例４においても、前記実施例３と同様な効果を奏する。
次に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
本実験例では、図４に示す様に、本発明例として、前記実施例１で用いた第１センサ素子、第２センサ素子を備えたガスセンサを作製するとともに、比較例として、（第２センサ素子に代えて）第３センサ素子、第４センサ素子を用いたガスセンサを作製して、実験を行った。

なお、第３センサ素子の検知電極は下層及び上層からなり、その下層は５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ｐｔからなり、その上層は５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ａｕからなる。また、第４センサ素子の検知電極は下層及び上層からなり、その下層は５．４ｍｏｌ％ＹＳＺ含有Ｐｔからなり、その上層はＡｕからなる。

なお、素子以外は、特に記載しない内容は、前記実施例１と同様な構造のガスセンサとした。
具体的には、まず、図５に示す様に、妨害ガスのトルエンの濃度を変化させた雰囲気中に、第１〜第４センサ素子を配置し、その出力（起電力）を測定した。なお、各センサ素子の参照電極は接地して各検出電極の出力を測定した。その結果を図５に示す。

図５から明らかな様に、本発明例の第１センサ素子と第２センサ素子の出力は、トルエンの濃度が変化した場合に、同様な（相似の）変化（変化率）を示した。
それに対して、比較例の第３センサ素子と第４センサ素子の出力は、トルエンの濃度が変化した場合に、他のセンサ素子それぞれに対して対応関係を示さず別個に変化した（異なる変化率であった）。

次に、図６に示す様に、検知対象ガスのエタノールの濃度を変化させた雰囲気中に、第１〜第４センサ素子を配置し、その出力（起電力）を測定した。なお、各センサ素子の参照電極は接地して各検出電極の出力を測定した。その結果を図６に示す。

図６から明らかな様に、本発明例の第１センサ素子と第２センサ素子の出力は、エタノールの濃度が変化した場合に、各濃度に対応して、それぞれ別個の変化（変化率）を示した。

また、比較例の第３センサ素子と第４センサ素子の出力も、エタノールの濃度が変化した場合に、各濃度に対応して、それぞれ別個の変化（変化率）を示した。
次に、図７に、前記図５及び図６の結果を用いて、第１センサ素子と第２センサ素子とのトルエンに対する出力比と、エタノールに対する出力比を示す。

この図７から明らかな様に、本発明の第１センサ素子の出力（Ｓ１）と第２センサ素子の出力（Ｓ２）との出力比（Ｓ１／Ｓ２）をとった場合、妨害ガスであるトルエンに対する出力比（ＴＳ１／ＴＳ２）は、濃度が変化した場合でもほぼ一定であるが、検知対象ガスであるエタノールに対する出力比（ＥＳ１／ＥＳ２）をとった場合には、濃度に対応した値となっていることが分かる。

従って、妨害ガスと検知対象ガスが混在していた場合でも、本発明の第１センサ素子の出力（Ｓ１）と第２センサ素子の出力（Ｓ２）との出力比（Ｓ１／Ｓ２）によって、検知対象ガスの濃度に対応した値が得られることが分かる。即ち、前記出力比（Ｓ１／Ｓ２）を用いることにより、検知対象ガス（エタノール）の濃度を求めることができることが分かる。

また、図８に示す様に、第１センサ素子の出力（Ｓ１）と第３センサ素子の出力（Ｓ３）との出力比（Ｓ１／Ｓ３）をとった場合、妨害ガスであるトルエンに対する出力比（ＴＳ１／ＴＳ３）は、その濃度に応じて変化し、同様に、検知対象ガスであるエタノールに対する出力比（ＥＳ１／ＥＳ３）をとった場合にも、その濃度に応じて変化する。

従って、この場合には、検知対象ガスであるエタノールに対する出力比（ＥＳ１／ＥＳ３）からは、検知対象ガスの濃度を求めることができない。
更に、図９に示す様に、第１センサ素子の出力（Ｓ１）と第４センサ素子の出力（Ｓ４）との出力比（Ｓ１／Ｓ４）をとった場合、妨害ガスであるトルエンに対する出力比（ＴＳ１／ＴＳ４）は、その濃度に応じて変化し、同様に、検知対象ガスであるエタノールに対する出力比（ＥＳ１／ＥＳ４）をとった場合にも、その濃度に応じて変化する。

従って、この場合にも、検知対象ガスであるエタノールに対する出力比（ＥＳ１／ＥＳ４）からは、検知対象ガスの濃度を求めることができない。
尚、本発明は前記実施形態や実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば実施例１の変形例としては、例えば第１参照電極及び第２参照電極を接地することなく、その出力を各Ａ／Ｄコンバータを介してマイコンに入力し、マイコンにて、第１検知電極と第１参照電極との電位差と、第２検知電極と第２参照電極との電位差とを求め、それぞれを第１センサ素子の出力と第２センサ素子の出力としてもよい。

（２）また、第１検知電極と第１参照電極との電位差を増幅し、その増幅した値を第１センサ素子の出力とし、同様に、第２検知電極と第２参照電極との電位差を増幅し、その増幅した値を第２センサ素子の出力としてもよい。

１、４１、６１、８１…ガスセンサ
７…第１センサ素子
９…第２センサ素子
１１、２３、４３、６３、８３…固体電解質体
１３、４９、７１、９１…第１の電極対
１５、４５、５１、６５、６７…検知電極
１９…下層
２１…上層
２５、５５、７３、９３…第２の電極対
２７、４７、５３、６９、８９…参照電極

Claims (5)

1. 酸素イオン伝導性の固体電解質体の表面に、異なる電極材料から形成された検知電極と参照電極とからなる電極対を備えるとともに、測定雰囲気中の特定ガスによって前記電極対間に生じる電位差に基づいて、前記特定ガスの濃度を検出するガスセンサにおいて、
   前記電極対として第１の電極対と第２の電極対とを備え、
   且つ、前記第１の電極対の検知電極は、Ｐｔを含む下層と該下層の上に積層されたＭｇＡｌ₂Ｏ₄を含む上層とを備えるとともに、前記第２の電極対の検知電極は、Ａｕを含み、
   更に、前記第１の電極対の出力と前記第２の電極対の出力との比に基づいて、前記特定ガスの濃度を検知することを特徴とするガスセンサ。
2. 前記固体電解質体は、イットリア安定化ジルコニアからなることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
3. 前記各電極中に、前記固体電解質体の材料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ。
4. 前記第１の電極対の参照電極と前記第２の電極対の参照電極とは、同じ電極材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサ。
5. 前記第１の電極対の参照電極と前記第２の電極対の参照電極とを共通としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスセンサ。